초해상도 알고리즘의 학습 과정에서 일대다(One-to-many) 문제를 효과적으로 처리할 수 있는 초해상도 신경망 학습 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 초해상도 신경망 학습 방법은: 초해상도 신경망에 의해, 저해상도 입력 영상을 초해상도 처리하여 고해상도 출력 영상을 획득하는 단계; 적응형 타겟 생성부에 의해, 상기 고해상도 출력 영상과 고해상도 정답 영상을 비교하여 상기 고해상도 정답 영상으로부터 적응형 타겟 영상을 생성하는 단계; 상기 고해상도 정답 영상으로부터 변환된 상기 적응형 타겟 영상을 이용하여 상기 초해상도 신경망을 학습하는 단계;를 포함한다.